Электрический заряд в природе: некоторые любопытные факты

Все ли мы знаем о такой величине, как электрический заряд? После того как древние греки догадались о его существовании, минуло изрядное число столетий. В наше время электрический заряд и его свойства подробно расписаны в электростатике и электродинамике, а закон Кулона и формулу, по которой можно вычислить силу взаимодействия между заряженными частицами, знает практически каждый школьник. Впрочем, природа все еще умудряется преподносить человеку некоторые сюрпризы, о некоторых из них мы и хотим вам поведать.

Краткая справка

Электрическим зарядом называют фундаментальную физическую величину, определяющую силу электрических взаимодействий. В современном представлении он находится в одном ряду с такими свойствами микрочастицы, как ее масса или спин. Основными свойствами электрического заряда являются следующие:

- существование двух видов зарядов ("плюс" и "минус");

- квантование (делимость) на элементарные составляющие;

- сохранение значения в изолированной системе;

- релятивистская инвариантность, т.е. неизменность заряда при выборе инерциальной системы наблюдения.

"Продвинутая" паутина

О том, что покров насекомых несет на себе некоторый электрический заряд, науке известно давно. В принципе, в этом нет ничего удивительного, ведь при полете неизбежно возникает трение хитинового панциря о воздух, и в результате получается эффект, подобный тому, который нам демонстрировали еще в школе с помощью эбонитовой палочки и шерстяной ткани. Оказывается, данный факт хорошо известен не только людям, но и паукам, которые давно научились использовать его в поимке своих жертв. Как известно, большинство этих насекомых используют в своих сетях особые, смазанные клейким веществом нити. Когда жертва попадает на них, то любые попытки вырваться из ловушки ведут к еще большему приклеиванию. Сам же паук использует для перемещения "сухие трасы", и поэтому его передвижению ничто не мешает. Тем не менее существуют особи, которые не вырабатывают клейкое вещество, например домашний паучок Tegenaria domestica, часто проживающий в загородных домах и городских квартирах. Возникает вопрос: что же тогда помогает ему ловить свою добычу, ведь насекомых в "сухих" тенетах практически ничто не удерживает? Как удалось обнаружить исследователям из американского Калифорнийского университета (Беркли), разгадка состоит в том, что паутина несет на себе небольшой электрический заряд со знаком "-". Когда незадачливый летун по неосторожности достаточно близко приблизится к подобной ловушке, она сразу же начинает изгибаться в его сторону и притягивает насекомого к себе. Ученые считают, что именно статическое электричество как раз и не дает вырваться добыче. Возможно, когда насекомое начинает сопротивляться, вследствие трения его сила увеличивается, что еще больше укрепляет связь с паутиной.

Электрический заряд на службе у шмелей

В принципе, использование тока в природе не такое уж редкое явление – достаточно вспомнить электрического ската и электрического угря. А вот регистрация заряда – это нечто новое. Как оказалось, шмели вида Bombus terrestris научились успешно использовать свойства электрического заряда для поиска нектара. Как это происходит? Как и многие другие опылители, из-за быстрого движения крыльев эти насекомые получают положительный электрический заряд. И когда они приземляются на цветок, часть его переходит на растение. Однако раньше ученые не знали, способны ли шмели чувствовать электрическое поле. С целью это выяснить был проведен любопытный эксперимент. Вначале посредством полого проводника ученые убедились в наличии на летящих шмелях положительного заряда. Затем они определили, какую его часть эти насекомые передают цветкам петуний после приземления на них. И, наконец, исследователи подсунули шмелям искусственные растения, одна часть из которых была заземлена и несла горькую жидкость, а вторая была снабжена сахарным раствором и имела положительный заряд. Вначале насекомые подлетали только к заряженным цветкам. Но когда ученые лишили заряда обе группы растений, они сразу же потеряли ориентацию и перестали отличать горькие кормушки от сладких.